[发明专利]液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及不受液晶元件的厚度方向上延迟Rth的变化的影响，并可保持优异的显示性能的竖直取向(VA)模式的液晶显示装置。

背景技术

关于液晶显示装置，已提出多种模式的液晶显示装置。特别地，VA模式作为宽视角模式具有全方位视野的对比度和宽视角特征，已广泛应用于电视应用。此外，近来市场上出现了30英寸宽显示器。在VA模式液晶显示装置中，具有多种特征的光学各向异性膜用于光学补偿，以减少在黑色显示中倾斜方向的漏光，和色偏(color shift)。

VA元件的光学性质Rth的值对于生产这种用于VA模式的视角补偿膜是重要的。VA元件的Rth与元件中的液晶的折射率差异和元件厚度有关。元件厚度在制备时有约±10％的差异。因此，VA元件的Rth体现出个体差异或面内变化。

图1显示了通过其中使用了VA模式的延迟膜的液晶显示装置的光的偏振状态，使用庞加莱球(Poincare sphere)表示。连接点3和点4的轴相应于Stokes参数S₁，反映了发生偏振以与水平P-状态(其中S₁＞0)或垂直状态(其中S₁＜0)相似的趋势。当光束对于这些轴(S₁＝0)没有显示优先的取向，它可以在±45°为椭圆、圆形或非偏振。相似地，S₂意味着光与+45°方向(其中S₂＞0)，或-45°方向(其中S₂＜0)上的P-状态相似，或不与两者相似(S₂＝0)的趋势。同样，S₃显示了光束趋向右手侧(当S₃＞0)、左手侧(当S₃＜0)，或不趋向两者(S₃＝0)的趋势。

在图1中，入射光的偏振状态用点1显示，偏振状态随着光透射通过延迟膜和液晶元件而改变，用消光点2显示，其中偏振被完全补偿，即，没有漏光。事实上，改变的偏振状态和庞加莱球上的消光点相隔一段距离。所述距离越大，漏光发生越显著，不利地影响显示性能。

在液晶显示装置中，光通过液晶元件后偏振状态的变化显示于庞加莱球上，以连接点3和点4的直线作为旋转轴旋转与Rth成正比的角度。

当展开图1的庞加莱球时，连接点3和点4的弧线在图2A、3A和4A中用直线显示。例如，日本专利(JP-B)No.3330574和日本专利申请(JP-A)No.2003-344856公开了由于偏振状态在液晶元件中显著变化，当液晶元件的Rth变化时，如图2A、3A和4A中实线和虚线所示，偏振状态偏离。结果，出射光的状态不和庞加莱球上的消光点匹配，不利地影响显示性能。

这里，图2B显示了两个具有相同的光学性质的双轴延迟膜的情形，图3B和4B显示一个双轴延迟膜的情形。图3B是元件上除设置了双轴延迟膜的一侧外的另一侧上未设置延迟膜的情形。图4B是元件上除设置了双轴延迟膜的一侧外的另一侧上设置了延迟膜(负C片)的情形。在图2A、3A和4A中，箭头5表示液晶元件的延迟Rth引起的偏振状态的变化，箭头6表示延迟膜引起的偏振状态的变化，其中虚线表示当元件厚度或Rth不改变时偏振状态的变化，实线表示当元件厚度或Rth大于平均值时偏振状态的变化。1表示显示入射光的偏振状态的点，2表示消光点，在此偏振状态下，光的亮度变得最暗，双头箭头表示漏光。箭头5表示液晶元件的延迟Rth引起的偏振状态的变化，其中偏振状态沿着连接点4和点3的轴旋转，对应于液晶元件的延迟Rth。在图2B、3B和4B中，11、12、13、14和15分别表示第一偏振片、第一延迟膜、液晶元件、第二延迟膜和第二偏振片，箭头表示入射光。第一偏振片11的吸收轴和第一延迟膜12的慢轴彼此正交。

因此，目前需要提供不受液晶元件的厚度方向上的延迟Rth的变化的影响，并可保持优异的显示性能的竖直取向(VA)模式的液晶显示装置。

发明内容

本发明的目的是，通过在光进入液晶元件前改变入射光的偏振状态至庞加莱球上的固定点表示的状态，然后使光通过液晶元件，来提供不受液晶元件的厚度方向上的延迟Rth的变化的影响，并可保持无漏光的优异的显示性能的竖直取向(VA)模式的液晶显示装置。